Кислородно-конвертерный процесс - процесс выплавки стали из жидкого чугуна и добавляемого лома в конвертере с основной футеровкой и с продувкой кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму.

Кислородный конвертер представляет собой поворачивающийся на цапфах сосуд грушевидной формы, футерованный изнутри и снабженный леткой для выпуска стали и отверстием сверху для ввода в полость конвертера кислородной фурмы, отвода газов, заливки чугуна, нагрузки лома и шлакообразующих и слива шлака. Основными шихтовыми материалами кислородно-конвертерного процесса является жидкий чугун, стальной лом, шлакообразующие (известь, плавиковый шпат и др.), ферросплавы для раскисления и легирования. Постоянно используется также газообразный кислород. В результате окисления элементов металлической части шихты по ходу плавки образуется различные оксиды в газообразном, жидком и твердом состояниях, которые выделяются из жидкого металла либо в виде пузырей (СО, СО₂), либо в виде неметаллических включений (SiO_2, MnO, и др.).

Последние, реагируя с огнеупорной футеровкой конвертера и флюсующими добавками, образуют сплав оксидов, называемый шлаком.

Миксерное отделение предназначено для приема и усреднения чугуна по температуре и химическому составу и состоит из двух блоков, в каждом из которых установлено по два миксера вместимостью 1300 т каждый. Жидкий чугун из доменных цехов №1 и №2 поступает в миксерное отделение и сливается грузоподъемными кранами (на 1 блок - три крана, на 2 блок - два крана) в миксеры. Для скачивания шлака из чугуновозных ковшей применяются машины скребкового типа (по две машины на каждом блоке). Пылегазосодержащие выбросы миксерных отделений №1,2 поступают на "сухую" очистку в электрофильтрах ГОУ миксерных отделений.

Шихтовое отделение, предназначенное для приема, погрузки и подачи в конвертерное отделение металлолома и шлакообразующих материалов, включает в себя шихтовые дворы №1 и №2. Шихтовый двор №1 для выгрузки и погрузки металлолома оборудован двумя грейферами и двумя магнитно-грейферными и двумя электромагнитными кранами.

Шихтовый двор №2 оборудован двумя магнитно-грейферными и одним электромагнитным краном. Для приема шлакообразующих материалов в шихтовом дворе №1 имеется 14 приемных бункеров.

Основным производственным процессом в конвертерном цехе является технологический процесс производства (выплавки) стали, осуществляемый в конвертерном отделении состоящих из двух блоков, в составе каждого блока - по три конвертера садкой 160 т каждый. Чугун из миксерного отделения, металлолом и ферросплавы из шихтового отделения подаются в конвертерное отделение железнодорожным транспортом. Для очистки пылесодержащих выбросов, образующихся при разгрузке и транспортировке сыпучих материалов, предусмотрены установки очистки газа В-1 и В-2 9 трактов подачи сыпучих материалов первого и второго блока конвертеров) и установки очистки газа В-3 (от бункеров сыпучих материалов). Очистка пылесодержащих выбросов осуществляется "сухим" способом в электрофильтрах ГОУ с последующей выгрузкой и вывозом пыли на дальнейшую переработку в АЦ №1 МП и на установку брикетирования ДЦ№1.

Для заливки чугуна на каждом блоке установлено по два заливочных крана, для завалки металлолома - по одному завалочному крану. Шлакообразующие материалы из шихтового отделения №1 подаются в конвертерное отделение конвейерной системой. Доля металлолома в шихте составляет 24-27%.

Конвертерные газы, образующиеся в процессе плавки в конвертере, охлаждаются в водогрейном охладителе конвертерных газов (ВОКГ) и далее поступают на газоочистку. Основное оборудование ГОУ конвертеров №16 - скруббер, трубы Вентури и каплеуловители. Транспортировка конвертерных газов по газоотводящему тракту осуществляется нагнетателями, установленными в нагнетательных отделениях. Каждое нагнетательное отделение имеет общий боров на три нагнетателя и одну общую дымовую трубу. Шламовая вода от оборудования ГОУ конвертеров №16 отводится по сбросным шламопроводам и далее по шламовым лоткам поступает в насосную станцию №18БИС шламового цеха.

Металл из конвертера сливается в сталерозливочный ковш и подается в разливочное отделение, где сталь разливают в изложницы, либо в отделение непрерывной разливки стали (ОНРС).

В состав оборудования МНЛЗ входят следующие основные узлы:

разливочный подъёмно-поворотный стенд, оборудованный взвешивающим устройством и предназначенный для установки сталеразливочного ковша в рабочую и резервную позиции, с механизмом накрывания сталерозливочного ковша крышкой;

промежуточные ковши с крышками;

системы взвешивания промежуточных ковшей;

тележки для транспортировки промежуточных ковшей в рабочую и резервные позиции;

станции подогрева промковша;

механизмы установки огнеупорных труб и стаканчиков для защиты струи металла от вторичного окисления;

кристаллизаторы с механизмами качания;

устройство подачи теплоизолирующей смеси в промежуточный ковш и кристаллизатор;

устройство электромагнитного перемешивания металла;

зоны вторичного охлаждения с системой форсуночного орошения заготовок водой;

тянуще-правильные машины с затравками для вытягивания заготовок;

машины газовой резки;

транспортные рольганги для передачи заготовок;

холодильник;

переукладчик блюмов;

система водяного охлаждения оборудования;

гидравлическая система с оборудованием насосно-аккумуляторной станции;

пневматическая система;

централизованная система густой смазки;

система подачи энергоносителей;

система управления и контроля технологических параметров процесса (АСУ ТП, КИПиА);

разливочная и обслуживающие площадки, опорные металлоконструкции.

Технологический процесс разливки стали начинается с установки сталеразливочного ковша на поворотный стенд МНЛЗ. Затем выполняются подготовительные работы включающие в себя раскачивание шиберного затвора сталеразливочного ковша к пульту дистанционного управления, одновременно промежуточный ковш над кристаллизаторами устанавливается в рабочее положение. Для защиты струи металла от вторичного окисления, между сталеразливочным и промежуточным ковшами при помощи манипулятора проектом предусмотрена установка огнеупорной трубы с системой уплотнения инертным газом. До установки промежуточного ковша в рабочее положение его футеровка разогревается до температуры не менее 1000, затем выполняется заведение затравки в кристаллизатор и её уплотнение. После установки в рабочее положение сталеразливочного ковша включается система охлаждения кристаллизаторов, система оборудования тянуще-правильных машин, машины газовой резки и оборудования для транспортировки заготовок.

Разливка стали начинается с наполнения промежуточного ковша жидким металлом, включаются механизмами качания кристаллизаторов и затем наполняются кристаллизаторы. Включается система вытягивания затравки и заготовок.

Поддержание постоянного уровня металла в промежуточном ковше обеспечивается локальной системой автоматизации, работающие от датчиков массы металла в промежуточном ковше. Контроль потока стали из промежуточного ковша в кристаллизаторы обеспечивается автоматической системой контроля процесса разливки. Необходимый уровень металла в кристаллизаторах поддерживается с помощью механизмов стопорных стержней промежуточного ковша, связанные с системой контроля уровня металла.

В процессе разливки кристаллизатор совершает возвратно-поступательное движение. Гидравлический механизм качания кристаллизатора обеспечивает точное направление качания относительно оси ручья и широкий диапазон режимов работы - длинна шага, частоты и формы колебаний. Кристаллизаторы оснащены радиоизотопной системой контроля уровня металла, а также системой удаления газов и предотвращения прорывов металла, что позволяет избежать серьезных аварийных ситуаций и длительных простоев оборудования при ремонте.

Первичное охлаждение осуществляется в кристаллизаторе умягченной водой. Заготовка из кристаллизатора проходит камеру вторичного охлаждения. В камере осуществляется водовоздушное охлаждение заготовки. Вода и сжатый воздух подаются под высоким давлением. Заготовка движется по механизмам, установленным по радиусу. Заготовка с затравкой проходит тянуще-правильную машину, где получает горизонтальное положение и подается на машину газовой резки (МГР). На МГР разделяется головная часть заготовки и головная часть затравки. Затравка передается на стенд ожидания очередного воздуха в кристаллизатор. Заготовка проходит МГР и при достижении заданной мерной длинны отрезается, а затем маркируется. По окончании разливки осуществляется отрезание хвостовой части блюма, смена промежуточного ковша, визуальный осмотр оборудования МНЛЗ, после чего разливка возобновляется.

Для разогрева футеровки промежуточного ковша перед постановкой на разливку проектом предусмотрены две станции подогрева промковша. Промежуточный ковш при помощи самоходной тележки подводится под крышку установки разогрева. Горелки установки переводятся в наклонное состояние над промежуточным ковшом и автоматически зажигают. Нагрев футеровки ковша проводится до температуры 1000-1100. По окончании нагрева горелки автоматически отключаются и промежуточный ковш переводится в положение разливки. Процесс нагрева осуществляется автоматически согласно заданной программе. Управление установкой осуществляется от отдельного пульта управления.

Ремонт и обслуживание промежуточных ковшей

После окончания разливки и остывания промежуточный ковш транспортируется из ОНРС в отделении подготовки и разогрева ковшей и помещается на наклонный стенд-кантователь, где производится удаление остатков металла и отработанной футеровки путем кантовки ковша, ломка старой футеровки и подготовка ковша к нанесению новой футеровки. Футеровка рабочего ковша производится методом торкретирования. При полной замене футеровки старая, изношенная футеровка удаляется, арматурный слой выкладывается формованными огнеупорными изделиями и затем наносится рабочий слой методом торкретирования. После нанесения футеровки ковш перемещается на стенд для сушки промковша, где сушится в течении 5 часов.

Перед подачей на разливку промковш поступает на станции разогрева промковшей, расположенные непосредственно на разливочной площадке.

Проектом ОНРС предусмотрены следующие элементы водоснабжения:

система технической воды;

система умягченной воды;

система водоподготовки;

система оборотного водоснабжения (система прямого охлаждения, система первичного охлаждения, система охлаждения УПК, система охлаждения кристаллизаторов, система форсуночного охлаждения).

Техническая вода в ОНРС используется в качестве подпиточной воды для контуров оборотной воды систем прямого, первичного и форсуночного охлаждения. Умягченная вода (ХОВ) используется в качестве подпиточной воды для систем и контуров оборотной воды систем охлаждения УПК и кристаллизатора и охлаждения катушек ЭМП. Оборудование для обеспечения технологических потребителей водой необходимого качества располагается в здании водоподготовки:

резервуар холодной воды системы прямого охлаждения 480м³;

резервуар холодной воды системы форсуночного охлаждения 380м^3;

градирни системы прямого охлаждения;

градирни системы форсуночного охлаждения;

насосное оборудование систем оборотного водоснабжения;

фильтры песчаные;

оборудование дозирования химических добавок;

оборудование обработки промывочных вод (осветлитель, отстойник; воздуходувки);

оборудование отвода загрязненных вод и утилизация шлама.

Для компенсации изменения объема воды в закрытой системе, предназначен расширительный бак, расположенный под конструкцией крыши ОНРС, который используется также в качестве аварийного резервуара воды для немедленной подачи охлаждающей воды при авариях в системе водоснабжения.

Основным источником электроснабжения ОНРС является трансформаторная подстанция. Для аварийного электроснабжения потребителей первой категории, а также для питания необходимого количества ответственного оборудования в аварийной ситуации проектом предусмотрен дизель генератор мощностью 120кВА, установленный в здании подстанции и работающий в автоматическом режиме. В помещении дизель-генератора проектом предусмотрен узел приема, хранения и выдачи дизельного топлива, оборудованный стальным горизонтальным расходным баком вместимостью 0,95м³. Доставка дизельного топлива осуществляется автоцистернами. Расходный бак оборудован дыхательным клапаном с огнепреградителем и системой отвода паров, образующихся при сливе. Проектом предусмотрен контроль верхнего и нижнего уровня в расходном баке и аварийно-технологическая сигнализация.

Отделение непрерывной разливки стали и отделение подготовки и разогрева ковшей оборудованы воздушными компрессорами, оборудование которых (винтовые компрессоры, воздушные ресиверы, осушители воздуха, трубопроводы сжатого воздуха) предназначено для обеспечения отделений сжатым воздухом с различным (1,0МПа и 0,7МПа) давлением. Воздушные ресиверы установлены на открытых площадках.

Кислород в конвертерном цехе применяется:

в конвертерном отделении - для продувки плавки в конвертере;

в отделении непрерывной разливки стали - для газокислородной резки блюмов на мерные длины;

для ремонтных нужд конвертерного цеха.

Кислород (чистота 99,2%) с давлением до 3,5МПа (35кгс/см²) от кислородной станции №2 по двум коллекторам Кт-35-1и Кт-35-2 поступает кислородно-регулирующие пунктыКРП-1,2 после которых с давлением до 1,6МПа (16 кгс/см²⁾ подается на каждый блок конвертерного отделения по двум цеховым коллекторам Кт-16-1 и Кт-16-2. Расход кислорода на каждый конвертер составляет 380 нм³/мин. Подача кислорода в отделение непрерывной разливки стали (ОНРС) и на автогенные нужды цеха предусмотрена от цеховых коллекторов.

Аргон, используемы в конвертерном цехе для внепечной обработки стали, при сливе плавки из конвертеров, ив процессе разливки, подается от кислородной станции №2 с давлением 1,6МПа (16 кгс/см²⁾ и температурой до +50 (по приборам нагнетательного отделения 1-го блока).

Азот, используемый в конвертерном цехе для продления срока службы футеровки конвертеров (при нанесении шлакового гарнисажа путем вдувания азота через фурму), а также для продувки газопроводов подается по трубопроводам от кислородного производства, проходит через узел редуцирования на 1-ой нитке КРП-1 и по цеховым коллекторам подается к конвертерам №1-6. Подача азота в отделение непрерывной разливки стали предусмотрена от цехового коллектора.

Снабжение ОНРС и отделения подготовки и разогрева ковшей природным газом предусмотрено из сети предприятия.

Снабжение ОНРС аргоном, кислородом и азотом предусмотрено от существующих газопроводов конвертерного цеха.

Пароснабжение конвертерного цеха осуществляется паросиловым цехом предприятия. Пар с давлением н. б 0,8 МПа и температурой до 300 в конвертерном цехе используется на бытовые нужды (подогрев воды).

Горюче-смазочные материалы в конвертерном цехе хранятся на складе ГСМ, расположенном в районе главного здания конвертерного цеха, а также в помещении склада расходных материалов отделения непрерывной разливки стали. Хранение ГСМ осуществляется в емкостях склада в таре доставки (бочках).

конвертерный цех сталь чугун

Анализ опасностей объекта обследования